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摘要：从预应力鱼腹梁工艺自韩国引入到2011年预应力鱼腹梁工艺通过上海市建交委评审，再到2017年《预应力鱼腹式基坑钢支撑技术规程》的出版，江浙沪地区及内地等多处对预应力鱼腹梁的应用已不再陌生。国内各大期刊及部分单位内部对鱼腹梁工艺的论文已经不胜枚数，但大部分论文均从基坑设计角度入手。本文结合工程实例以施工进度为主线，通过传统支撑与预应力鱼腹梁支撑进行对比分析，浅析预应力鱼腹梁支撑对基坑施工进度影响的利弊，望对后期预应力鱼腹梁施工有所帮助。
关键词：预应力鱼腹梁 施工进度 基坑安全 土方开挖
一、工程概况
本项目位于上海市青浦区徐泾镇，四周均为市政道路，周围有住宅和空地。总建筑面积约13万㎡，占地面积约3.3万㎡，共8栋办公楼。
二、预应力鱼腹梁及工期概况
本项目共分为B1、B2层两个基坑，其中B1层基坑占地面积约0.84万㎡，B2层基坑占地面积约1.9万㎡。B1层基坑开挖深度为6.2m，采用SMW工法桩结合一道预应力鱼腹梁及钢支撑的形式，鱼腹梁跨度为38m，共36根钢绞线。B2层开挖深度为9.55m，采用SMW工法桩结合一道砼支撑及二道预应力鱼腹梁钢支撑的形式，鱼腹梁跨度为25m、32m、40m及42m，单个鱼腹梁钢绞线达60根。
本项目总工期共22个月，B1层区域（首开区）从开工至结构封顶（预售节点）仅为5个多月，其中围护及地下室结构施工周期仅为3个月。B2层区域从开工至结构封顶仅为7个月，围护及地下室结构施工周期仅为5个月。
三、施工难点
1、工期紧：为保证项目尽早实现预售、资金回流，整体开发计划中要求的基坑及主体结构工期极为紧张。在总工期相对固定、主体结构抢工幅度有限的情况下，剩余的围护施工工期则变为重中之重。
2、面积大：基坑开挖面积较大，如采用传统的支撑设计工艺必将导致支撑布置密集，支撑下翻土的工作量将加大，土方开挖效率无法提高，整体施工周期势必延长。
3、工况难：根据总体开发计划要求先施工B1层基坑后施工B2层基坑，采用‘先浅后深’的原则与常规思路相反，给B2层区域土方开挖工况设计及施工带来很大难度。
4、土质差：B2层坑底土质均为淤泥土，且基坑区域二道支撑下挖土净空仅为3.4m，挖机翻土挖土速度降效明显。如何减少深坑翻土作业，如何为挖机提供更开阔的挖土作业面成为至关重要的问题。
5、采用砼支撑施工及养护周期较长，若提高支撑砼标高则成本大幅度提升，若减少砼养护周期则安全无法得到有效保证。采用传统钢支撑则支撑布置较为密集，且成本将大幅度提升。如何在保证安全的前提下，减少成本支出问题是设计和施工方案实施前所必须克服的难关。
四、预应力鱼腹梁应用分析
本项目在拿地时已经明确开发顺序、预售节点、目标成本等经营指标，所以支撑设计施工阶段必须面对工期紧、面积大、工况难、土质差等等诸多难点，如何打破传统思维完成支撑设计并安全有效施工则成为必须突破的瓶颈。为确保目标实现，项目通过传统砼支撑、钢支撑及鱼腹梁支撑等多种支撑形式进行对比分析，在保证安全、目标成本的情况下对工期效果进行对比分析，并最终选择实施鱼腹梁支撑进行施工，分析情况如下。
1、扩大支撑间距以减少对撑，提升挖土效率
以本项目B1层基坑为例，基坑长边达110m，如采用传统砼支撑则必须设置砼对撑。传统方案中基坑无遮挡区域挖土面积较小，角撑及对撑下均需用挖机进行翻土，并经挖机周转后才能装车外运。采用预应力鱼腹梁工艺后，通过预应力鱼腹梁的U形结构设置无需设置对撑，大大的提高了基坑土方开挖开阔面积。土方车可从取消对撑区域放坡至坑底，然后直接装车并退挖完成，大大提升了挖土的机械效率。
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传统支撑设计 预应力鱼腹梁设计
支撑开挖面积为8400㎡，支撑下开挖深度为4.4m，总土方量约3.5万m³。采用传统支撑时大部分土方无法通过挖机直接装车外运，必须经过几个挖机连续接力翻土才能实现装车外运。开挖深度范围内多为淤泥质粉土和砂质粉土，土方的强度和流塑性对翻土等土体扰动情况极为敏感。原每挖机斗可装土1.2~1.5m³，扰动后每斗不足0.8m³。原土方车满载可装载23m³，扰动后每车满载不足20m³。采用鱼腹梁支撑时土方车可从出土口直接开挖至挖土点，大部分区域均可直接挖土装车外运，从而减少翻土次数和数量，实现‘每斗多挖土、每车多装土’的目的。从两种方案对比不难看出鱼腹梁工艺的优势，本项目采用鱼腹梁后对B1层基坑土方开挖工期节约情况见下表。
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2、施工周期快
本项目B2层基坑第二道支撑如采用传统砼支撑设计，整个第二道支撑至少需分为8个施工段进行施工，常规最多组织2个施工段同时进行施工，且浇筑砼时需要考虑场内交通车辆避让等因素。况且本项目第二道支撑施工期间气温较低，如达到80%强度至少需要14天以上的养护时间，会再次致使施工周期延长；同样制约施工周期的还有劳动力资源，如本项目第二道砼支撑在25天施工完成则需要近100人的劳动力，如此短期内进出场如此数量的劳动力对工期保证极为不利，况且在当今劳动力市场中钢筋工、木工等劳动力资源稀缺的情况下很难确保工期不受劳动力影响。
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传统砼支撑设计 预应力鱼腹梁设计
如第二道支撑采用鱼腹梁设计，同样分为8个施工段，但每个流水段人数仅需7人，可同时3个安装班组同时进行施工，20天即可完成整个第二道支撑施工。劳动力方面总计劳务施工人员仅为25人，劳动力保证措施容易落地。同时钢梁安装完成后无需养护周期，进一步缩短整体施工周期。
针对本项目两种支撑设计方案对比后发现工期能够大幅度节约，对比分析表如下：
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3、拆除周期快
如第二到支撑采用传统砼支撑时，破除需考虑破除部位的钢筋成品保护、垃圾清理外运、砸弯钢筋调直、破除周边安全警戒等等工作。其中单个施工段中成品保护至少需要4天时间才能满足破除前提条件，垃圾清理外运至少需要10天，砸弯钢筋调直至少需要2天时间，总体拆除工期约25天时间。同时支撑破除时周边主体结构施工受安全距离影响无法正常时，大幅度影响主体结构穿插施工。
如第二道支撑采用鱼腹梁时，破除时无需成品保护、无需垃圾清理、无需钢筋调直及大面积安全警戒等等工作，仅需15天左右即可全部拆除完成，且后续主体结构可提前穿插、受天气劳动力等影响较小。整体拆除工期大幅度节约，对比分析表如下：
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4、绿色环保，延性破坏
鱼腹梁施工主要材料为钢结构相比传统砼支撑更加环保，钢结构材料可以重复利用，同时不会有砼破除时产生噪音等环保影响，尤其适用在市中心等周边人员环境复杂区域。绿色环保的同时目标成本上会有大幅度的成本节约，相比传统砼支撑设计本项目目标成本约节约10%左右。同时鱼腹梁采用钢绞线预应力，相比砼支撑检测时更加准确灵敏，破坏前兆为延性破坏更容易现场观察检测；
5、鱼腹梁选用注意事项
鱼腹梁在形状规整的基坑项目价格会更有优势，但其不适于基坑形状复杂项目，设计时部分受力复杂区域仍需要采用砼构件进行代替；鱼腹梁安装及拆除时需要大量的吊装辅助机械，需结合项目施工平面布置合理设置塔吊和汽车吊设置，否则会对整体工期造成影响。鱼腹梁支撑设计可能会涉及部分专利，设计时需选择有资质的专业团队进行设计。
五、总结
本项目采用鱼腹梁支撑后整体工期至少节约20天，且基坑施工阶段现场情况良好未发现监测数据报警等异常情况，同时项目目标成本、劳动力均衡性及环境保护等指标均反映良好。综上所述，面对工期紧张项目时鱼腹梁支撑体系应是一种不错的支撑设计方案选择。